应用广泛的高分子材料学案

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应用广泛的高分子材料学案

第二节应用广泛的高分子材料

学习目标:

1、能写出一些常见的塑料、合成纤维、合成橡胶的的结构简式。

2、了解三大合成材料的结构特点与性能之间的关系。

3、会写酚醛树脂、涤纶的合成原理。

4、了解“白色污染”及处理办法,从我做起、总小事做起树立环保意识。

一、自主学习:

1、写出下列合成原理的化学方程式和反应类型

①、酚醛树脂

酸催化下:

②、涤纶

③、顺丁橡胶

④、合成天然橡胶

⑤、杜仲胶

2、写出由下列单体聚合成的高聚物的结构简式

(1)、乙烯(2)、丙烯(3)、氯乙烯

(4)、苯乙烯(5)、丙烯腈(6)、甲基丙烯酸甲酯(7)、四氟乙烯(8)、苯乙烯和1,3-丁二烯(9)、丙烯腈和1,3-丁二烯(10)、2-氯-1,3丁二烯(11)乙烯和丙烯(12)丙烯酸钠

3、三大合成材料有:、、。

4、纤维的分类:

纤维。如

如粘胶纤维

纤维。如“六大纶”

一、合作探究:

1、根据书105页到108页的叙述,推测制作保鲜膜、饮料瓶、接线板的材料和结构及塑料类型。

2、.根据书108页思考与交流的叙述,试写出合成线性脲醛树脂的化学方程式。

3、合成材料的快速发展与大量应用,其废弃物的急剧增加带来了环境污染,一些塑料制品所带来的“白色污染”尤为严重。你认为治理“白色污染”主要途径和方法有哪些?从根本上结决污染的方法是什么?

二、练习与反馈

1、现代以石油化工为基础的三大合成材料是①合成氨②塑料③光导纤维④合成橡胶⑤合成尿素⑥合成纤维⑦合成洗涤剂

A、②④⑦

B、②④⑥

C、①③⑤

D、④⑤⑥

2、下列物质中不属于合成材料的是

A、合成橡胶

B、人造纤维

C、涂料

D、黏合剂

3、现有两种高聚物A、B,A能溶于氯仿等有机溶剂,B不溶于任何溶剂,加热不会变软或熔化,则下列叙述中不正确的是()

A.高聚物A可能具有弹性,而高聚物B一定没有弹性

B.高聚物A一定是线型高分子化合物材料

C.高聚物A一定是体型高分子化合物材料

D.高聚物B一定是体型高分子化合物材料

4、下列说法不正确的是

A、羊毛和聚酯纤维的化学成分不相同

B、羊毛和聚酯纤维在一定条件下均能水解

C、聚酯纤维的单体是对苯二甲酸和乙二醇

D、由单体合成聚酯纤维的反应属于加聚反应

5、实验室制备酚醛树脂时,在酸性条件下,苯酚过量时制得酚醛树脂,若不易取出,可趁热加入一些乙醇取出;在碱性条件下,苯酚过量时,若不易取出,用加热或加溶剂的方法都很难取出。则下列说法正确的是

A、酸性条件下制得的酚醛树脂为体型结构,碱性条件下制得的是线型结构。

B、酸性条件下制得的酚醛树脂为线型结构,碱性条件下制得的是体型结构。

C、两种条件下制得的酚醛树脂都是线型结构。

D、两种条件下制得的酚醛树脂都是体型结构。

6、下列污染与高分子化合物有关的是

A、酸雨

B、光化学烟雾

C、温室效应

D、白色污染

7、根据天然橡胶的成分和结构简式回答:

(1)天然橡胶为型结构,因此能溶于汽油,加入适量硫进行硫化后,结构变成型,因而硫化橡胶(填“能”或“不能”)溶于汽油。

(2)天然橡胶的单体是一种无色液体,将该无色液体加入溴水中,溴水(填“能”或“不能”)褪色。

第三节功能高分子材料

学习目标:1、能说出日常生活中接触到的新型高分子材料。2、了解高吸水性树脂和导电高分子的结构特点和重要性能;掌握合成.原理。

一、自主学习:

1、影响社会经济发展和进步的三大支柱产业:

2、写出由丙烯酸钠合成高吸水性树脂和由乙炔合成聚乙炔的化学方程式。

二、合作探究:

1、根据114页科学探究思考问题:

(1).剪开尿不湿,取出白色颗粒状物质(或棉絮状物质)时为什么在塑料袋中进行?

(2).合成纤维的(六大纶)中吸水性最好的是什么?为什么很好的吸水性?

(3).脱脂棉属于那类物质?为什么也有一定吸水性?

2、感光性高分子也称为“光敏性高分子”,是一种在彩电荧光屏及大规模集成电路制造中应用广泛的新型高分子材料。结构简式为[CH2 CH ]

OOCCH=CH

(1)、单体结构简式

(2)由两种单体生成高聚物的化学方程式

(3)、对此高聚物判断不正确的是

A、在酸性条件下可以发生水解。

B、此高聚物能使溴水褪色。

C、此高聚物能使高锰酸钾溶液褪色。

D、此高聚物可与液溴发生取代反应。

E、此高聚物水解后可得到另一种高聚物。

三、练习与反馈:

1.下列关于复合材料说法正确的是

A、将不同性质的材料经过简单混合制成复合材料。B 、合金是复合材料。

C、复合材料各部分作用相同。

D、以树脂为基体,玻璃纤维或碳纤维等无机材料为增强材料制得的玻璃钢是复合材料。

2. 高分子材料发展的主要趋势是高性能化、功能化、复合化、精细化和智能化,下列材料不属于功能高分子材料的是( )

A.用于生产光盘等产品的光敏高分子材料

B.用于制造CPU芯片的良好半导体材料单晶硅

C.能用于生产“尿不湿”的高吸水性树脂

D.能导电的掺杂聚乙炔

3.下列说法错误的是

A、功能高分子材料不具有传统高分子材料的机械性能,只具有某些特殊功能。

B、对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性,可获得高吸水性能的树脂。

C、[CH2—CH] 的单体是CH2=CHCOONa

COONa

D、复合材料是由基体和增强体两部分构成。

4、化合物A和E都是医用功能高分子材料,且有相同的元素百分组成,均可由化合物A ( C4H8O3 ) 制得,如下图所示,B和D互为同分异构体。

( 1 ) 试写出化学方程式

A D_________________________ ;

B C: ____________________________。

( 2 ) 反应类型A B ___________ ;B C ___________ ;A E _________ 。

( 3 ) E的结构式__________________ 。

第一节油脂

学习目标:1、能写出油脂的皂化和氢化反应原理。2、能说出油和脂肪结构上的主要不同。3、了解肥皂和合成洗涤剂去污原理。4、知道工业上生产肥皂的主要步骤。

一、自主学习:

1、写出下列物质的结构简式。

(1)软脂酸(2)硬脂酸(3)油酸(4)亚油酸(5)软脂酸甘油酯(6)硬脂酸甘油酯(7)油酸甘油酯(8)亚油酸甘油酯

2、天然油脂都是甘油酯,(填“有”或“没有”)固定的熔沸点。

3、鉴别四氯化碳、酒精和纯净油脂简单的方法。

4、普通肥皂又称皂,由制成;液体皂又称皂,由制成。

5、合成洗涤剂中的使水富营养化,产生和等水环境污染现象。

6、工业上生产肥皂要经过、、、等步骤。

7、分别写出硬脂酸甘油酯的皂化反应和油酸甘油酯的硬化反应的化学方程式。

二、合作探究

1、写出油酸甘油酯在酸性条件下的水解反应的化学方程式。

2、写出亚油酸甘油酯分别在酸性条件下水解、碱性条件下水解和氢化反应的化学方程式。

3、油脂水解的共同产物是。

4、油脂皂化反应后加入食盐细粒,加热后混合物分层,下层为甘油、水、酒精、氯化钠、氢氧化钠的混合溶液,用方法井这些物质分离。

5、用化学方法区分大豆色拉油和煤油。

6、在硬水中使用肥皂产生的一些黏性的、不溶于水的浮渣主要成分是什么?

三、练习与反馈

1、判断正误

(1)水是人体需要的六大营养素之一。

(2)油脂属于高分子化合物。

(3)混合甘油酯是混合物。

(4)油脂的氢化是氧化反应。牛油没有固定的熔沸点。油脂是一种有机溶剂,可以溶解多种维生素。(5)油脂在酸性或碱性条件下的水解反应都成为皂化反应。

2、下列关于皂化反应的说法中错误的是

A、油脂经皂化反应后,生成高级脂肪酸钠、甘油、水的混合物。

B、加入食盐可使肥皂析出,这一过程叫盐析。

C、加入食盐搅拌后,静置一段时间,溶液分成上下两层,下层是高级脂肪酸钠。

D、皂化反应后的混合溶液中加入食盐细粒,可通过过滤的方法分离提纯高级脂肪酸钠。

3、右图为硬脂酸甘油酯在碱性条件下水解的装置图,进行皂化反应时的步骤如下:

(1)在圆底烧瓶中加入7g~8g硬脂酸甘油酯,然后加入2g~3g氢氧化钠、5ml水和10ml酒精,其中加入酒精的作用是。

(2)隔着石棉网给反应混合物加热约10min,皂化反应基本完成,所得混合物为(填“悬浊液”“乳浊液”“溶液”或“胶体”)。

(3)向所得混合物中加入,静置一段时间后,溶液分为上下两层,高级脂肪酸钠盐在层,这个操作称为,这一过程(填“可逆”或“不可逆”)。

(4)装置中长玻璃导管的作用为。

(5)基本可以判断油脂皂化反应基本完成的现象是

A、反应液使蓝色石蕊试纸变红色。

B、反应液使紫色石蕊试液变红色。

C、反应后静置,反应液分为两层。

D、反应静置后,反应液不分层。

4、油脂A的通式为RCOOCH2 (烃基R中不含碳碳三键)。0.1molA与溶有96g液溴的四氯化碳溶

RCOOCH

RCOOCH2

液恰好反应,且0.1molA完全燃烧生成的CO2和H2O的物质的量之和为10.6mol。求油脂A的结构简式,并写出A氢化反应化学方程式。

第五章归纳总结

学习目标:①熟知高分子化合物的结构、性质和用途。②归纳加聚反应和缩聚反应的规律和特点,能由单体写出聚合物,也能有聚合物写出单体。

一、自主学习:

1、写结构简式

①高吸水性高分子②导电高分子③酚醛树脂④涤纶⑤天然橡胶⑥杜仲胶

⑦顺丁橡胶⑧聚丙烯腈⑨聚氯乙烯⑩聚醋酸乙烯酯

2、写出化学方程式和反应类型

(1)乙醇与乙酸酯化:(2)乙醇分子间脱水:

(3)乙醇在铜或银催化下氧化(4)乙醇与钠反应

(5)乙醇与溴化氢(6)溴乙烷与氢氧化钠乙醇溶液,加热

(7)溴乙烷与氢氧化钠水溶液,加热(8)乙烷与溴蒸气,光照(写第一步)(9)乙烯和溴水(10)苯与液溴(11)苯与硝酸

(12)甲苯和硝酸

(13)乙醛与银氨溶液

(14)乙醛与新制氢氧化铜

(15)乙醛与氧气(16)苯酚与氢氧化钠溶液

(17)苯酚与钠反应(18)苯酚与浓溴水

(19)无水乙酸和钠(20)乙酸和碳酸钠溶液

二、合作探究:

1、写出HOCH2CH2COOH在浓硫酸,加热条件下的反应

(1)得到M=162的化合物(2)得到M=144的化合物

(3)得到没有固定熔、沸点的化合物

2、HOOCCH2NH2分子中—NH2可与—COOH反应,和—OH与—COOH反应类似,写出化学方程式(稀硫酸,加热条件)

(1)2个该分子反应

(2)该分子聚合

3、乙二酸和乙二醇

(1)脱一分子水(2)脱两分子水

(3)聚合

4、HOOCCH2NH2和HOOCCHCH3稀硫酸,加热条件下聚合

NH2

5、乙二醇聚合

归纳:1、怎样判断缩聚物还是加聚物。

2、缩聚物单体为一种的结构简式的特点,缩聚物单体为两种的结构简式的特点。

练习:

1、下列对聚丙烯叙述错误的是

A、聚丙烯分子的长链是由C—C连接而成的。

B、聚丙烯分子长链上有支链

C、聚丙烯结构简式是[CH—CH2]n

D、聚丙烯使溴水褪色

CH3

E、聚丙烯能溶于CHCl3

F、能使酸性高锰酸钾溶液褪色。

2、判断正误

(1)只有受热易熔化的高分子材料才可能是塑料。

(2)食品包装的塑料是聚氯乙烯。

(3)有机玻璃是一种透光良好的塑料。

(4)光导纤维、玻璃钢、金刚砂都是无机非金属材料。

(5)地膜是在高压下生产的聚乙烯制成的,叫高密度聚乙烯;饮料瓶是在低压下生产的聚乙烯制成的,叫低密度聚乙烯。

(6)合成纤维和人造纤维可统称为化学纤维。

(7)维纶具有较好的吸湿性是因其分子链上有羟基。

(8)硫化橡胶能溶于汽油。

(9)橡胶的老化实质上是发生了酯化反应。

(10)聚乙炔膜可用于分离工业废水和海水淡化。

3、下列高分子化合物的合成,所发生的反应类型与其他三种不同的是

A、聚乙烯

B、聚丙烯晴

C、酚醛树脂

D、人造橡胶

4、写出下列单体

H—OCHCO—OH —CH2O——HOCH2CHCH2—OH H—NHCH2CH CHCO—OH CH3 COOCH3 CH3CH3

HO—COCOOCH2CH2O—H H—NHCH2CONHCHCO—OH —CH2CH—

CH3 COOC2H5

5、推断题:判断所含官能团和反应类型

(一)A是一种有机合成中间体,其结构简式为。A的合成路线如下图,其中B~H分别代表一种有机物。

请回答下列问题:(2)第①步反应的化学方程式是

(3)C 物质与CH2=C (CH3)COOH 按物质的量之式1:1反应,其产物经加聚得到 可作隐形眼镜的镜片材料I 。I 的结构简式是

(二)(2014·上海单科化学卷)(本题共14分)M 是一种治疗直肠癌和小细胞肺癌药物的主要成分,

其结构为

(不考虑立体结构,其中R 为

H

H 2N

H N

N

N O

),M 的一

种合成路线如下(部分反应试剂和条件省略)

完成下列填空:

46.写出反应类型: 反应①_____________ 反应③_________________

47.写出反应试剂和反应条件:反应②_________________ 反应④____________________ 48.写出结构简式:B_____________________ C_________________________ 49.写出一种满足下列条件A 的同分异构体的结构简式

(1)能与FeCl 3溶液发生显色反应;(2)能发生银镜反应;(3)分子中有5种不同化学环境的氢原子_____________________________________________________________

(三)(2014·山东理综化学卷)(12分)3 对甲苯丙烯酸甲酯(E )是一种用于合成抗血栓药的中间体,其合成路线如下:

COOH

H COOH

O

N

R

?HCl

丁烷

D

M

O O O

反应④

2H 5

H 5C 2OOC

OH

5C 2OOC Br

2H

O N

R

COOC 2H 5

COOC 2H 5

+CO 3AlCl HCl ?????→、

加热-?????→3CH CHO

OH 、加热

B

+

???→C H ①

②32

4

CH OH

H SO ,?????→加热

E

已知:HCHO+CH 3CHO -????→OH 、加热

CH 2=CHCHO+H 2O 。

(四)(15 分) (2014·全国大纲版理综化学卷)“心得安”是治疗心脏病的药物,下面是它的一种合成路线(具体反应条件和部分试剂略):回答下列问题:

(1)试剂a 是 ,试剂b 的结构简式为 ,b 中官能团的名称是 。 (2)③的反应类型是 (3)心得安的分子式为 。 (4)试剂b 可由丙烷经三步反应合成:

反应1的试剂与条件为 , 反应2的化学方程式为 ,反应3的反应类型是 。 (五)(2014·福建理综化学卷)(13分)叶酸是维生素B 族之一,可由下列甲、乙、丙三种物质合成。

甲 乙 丙 (1)甲中显酸性的官能团是 (填名称)。

(2)下列关于乙的说法正确的是 (填序号)。

a .分子中碳原子与氮原子的个数比是7:5

b .属于芳香族化合物

c .既能与盐酸又能与氢氧化钠溶液反应

d .属于苯酚的同系物

(3)丁是丙的同分异构体,且满足下列两个条件,丁的结构简式为 。

a .含有

b .在稀硫酸中水解有乙酸生成

(4)甲可以通过下列路线合成(分离方法和其他产物已经略去):

①步骤I 的反应类型是 。

(六)(2014·天津理综化学卷)(18分)从薄荷油中得到一种烃A(C 10H 16),叫α-非兰烃,与A 相关反应如下:

已知: ――→KMnO 4/H

(1)H 的分子式为____________。(2)B 所含官能团的名称为____________。

(4)B→D ,D→E 的反应类型分别为______________、____________。

导电高分子材料的应用、研究状况及发展趋势(精)

导电高分子材料的应用、研究状况及发展趋势 熊伟 武汉纺织大学化工学院 摘要:与传统导电材料相比较 , 导电高分子材料具有许多独特的性能。导电高聚物可用作雷达吸波材料、电磁屏蔽材料、抗静电材料等。介绍了导电高分子材料的结构、种类及导电机理、合成方法、导电高分子材料的应用、研究现状及发展趋势。 关键字:导电高分子分类制备现状 Abstract : Compared with conventional conductive materials, conductive polymer material has many unique properties. Conducting polymers can be us ed as radar absorbing materials, electromagnetic shielding materials, antistatic materials. Describes the structure of conductive polymer materials, types and conducting mechanism, synthesis methods, the application of conductive poly mer materials, research status and development trend. Keywords : conductive polymer categories preparation status 1 导电高分子的结构、种类 按照材料结构和制备方法的不同可将导电高分子材料分为两大类 :一类是结构型 (或本征型导电高分子材料,另一类是复合型导电高分子材料 [3]。 结构型导电高分子材料是指高分子本身或少量掺杂后具有导电性质的高分子材料。 根据加入基体聚合物中导电成分的不同 , 复合型导电高分子材料可分为两类 :填充复合型导电高分子材料和共混复合型导电高分子材料 [5]。

高分子材料在各领域的应用与前景

200810230129 许莎莎08材化(一)班(材料合成与加工课程论文) 高分子材料在各领域的应用及前景 1高分子材料的发展现状与趋势 高分子材料作为一种重要的材料, 经过约半个世纪的发展巳在各个工业领域中发挥了巨大的作用。从高分子材料与国民经济、高技术和现代生活密切相关的角度说, 人类已进人了高分子时代。高分子材料工业不仅要为工农业生产和人们的衣食住行用等不断提供许多量大面广、日新月异的新产品和新材料又要为发展高技术提供更多更有效的高性能结构材料和功能性材料。鉴于此, 我国高分子材料应在进一步开发通用高分子材料品种、提高技术水平、扩大生产以满足市场需要的基础上重点发展五个方向:工程塑料,复合材料,液晶高分子材料,高分子分离材料,生物医用高分子材料。近年来,随着电气、电子、信息、汽车、航空、航天、海洋开发等尖端技术领域的发展和为了适应这一发展的需要并健进其进?步的发展, 高分子材料在不断向高功能化高性能化转变方面日趋活跃,并取得了重大突破。 2 高分子材料各领域的应用 (1)高分子材料在机械工业中的应用 高分子材料在机械工业中的应用越来越广泛, “以塑代钢”、

“塑代铁”成为目前材料科学研究的热门和重点。这类研究拓宽了材料选用范围,使机械产品从传统的安全笨重、高消耗向安全轻便、耐用和经济转变。如聚氨酉旨弹性体,聚氨醋弹性体的耐磨性尤为突出, 在某些有机溶剂如煤油、砂浆混合液中, 其磨耗低于其它材料。聚氨醋弹性体可制成浮选机叶轮、盖板, 广泛使用在工况条件为磨粒磨损的浮选机械上。又如聚甲醛材料聚甲醛具有突出的耐磨性, 对金属的同比磨耗量比尼龙小, 用聚四氟乙烯、机油、二硫化钥、化学润滑等改性, 其摩擦系数和磨耗量更小, 由于其良好的机械性能和耐磨性, 聚甲醛大量用于制造各种齿轮、轴承、凸轮、螺母、各种泵体以及导轨等机械设备的结构零部件。在汽车行业大量代替锌、铜、铝等有色金属, 还能取代铸铁和钢冲压件。 2 高分子材料在燃料电池中的应用 高分子电解质膜的厚度会对电池性能产生很大的影响, 减薄膜的厚度可大幅度降低电池内阻, 获得大的功率输出。全氟磺酸质子交换 膜的大分子主链骨架结构有很好的机械强度和化学耐久性, 氟素化合物具有僧水特性, 水容易排出, 但是电池运转时保水率降低, 又要影响电解质膜的导电性, 所以要对反应气体进行增湿处理。高分子电解质膜的加湿技术, 保证了膜的优良导电性, 也带来电池尺寸变大增大左右、系统复杂化以及低温环境下水的管理等问题。PEFC的发展离不开新材料的发现及其在燃料电池中的应用, 今后随着高性能、低成木的高分子材料开发研究, 有希望促进实现商业应用, 成为

浅谈导电高分子材料的应用

浅谈导电高分子材料的应用 摘要:与传统材料相比,导电高分子材料有着易加工、密度小、结构易变、耐 腐蚀、可大面积成膜的优势,本文主要针对导电高分子材料的类型与应用展开分析。 关键词:导电高分子材料;类型;应用 0 引言 导电高分子材料是一种具有导电功能的聚合物材料,它具有密度小、可加工性好的特性,并且具有良好的耐腐蚀性,可以大面积成膜。这些良好的特性,使导电高分子材料可以在某 些领域替代多种金属材料和无机导电材料,有效降低成本。经过几十年的发展,高分子材料 作为优良的电绝缘体,已经成为许多先进工业部门和尖端技术领域里一种重要的材料。 1 导电高分子材料的分类 按照材料的结构,导电高分子材料可以分为复合型导电高分子材料和结构性导电高分子 材料两种类型。 1.1 复合型导电高分子材料 复合型导电高分子材料是利用不同的加工手段,将各种不同的导电材料填充到聚合物基 体当中,制作成一种新型的导电材料。最常采用的方法就是把各种高效导电粒子或者导电纤 维等作为填充物,如金属粉末、各种金属纤维直径在7毫米左右的材料等。从技术上来说, 复合型导电高分子材料的加工工艺更为成熟,产品使用更为普及。 1.2 结构型导电高分子材料 结构性导电高分子材料,采用具有一定的导电性材料,通过对自身进行一定比例的掺杂,提高导电性能的聚合物。按照导电状态下的载流子种类可以将结构型高分子材料分为离子型 和电子型两种类型。离子型导电高分子的导电载流子是离子,有的学者也称它为高分子固体 电解质;电子型高分子的载流子为电子,它以共轭高分子为主体。离子型导电高分子材料是 目前世界上的重点开发内容。 2 导电高分子材料的应用 导电高分子材料在很多应用领域比金属材料有着更为优越的性能,如它的可塑性好、耐 腐蚀性、电导率较高、可逆氧化还原性等。主要应用在导电衬料、光电显示材料、信息记忆 材料等多个方面。 2.1 在电子元器件开发中的应用 (1)导电高分子材料在防静电和电磁屏蔽上的应用 导电高分子材料最早是应用在防静电和电磁屏蔽方面。具体操作是将SDBS和TSOH混合,掺杂PANI和ABS,制备出杂多酸掺杂PANI/ABS复合材料。经过试验证明复合材料的屏蔽性 能跟PANI的含量有着直接的关系,PANI的含量越高,复合材料的屏蔽性能越好。 (2)导电高分子材料在芯片开发中有着重要作用 由于导电高分子材料可塑性好,质量轻、体积小,广泛地应用到了带有微芯片的卡片以 及条码读取设备中。这一技术的发明,为计算机制造技术带来了重大变革,有效减小了计算 机的体积,并且在很大程度上提高了计算机的运行速度。 (3)导电高分子材料在显示材料中的应用 在半导体有机膜两端安装电极以后就制成了有机发光二极管。在它的两端加上少量电压,是电子在其上面进行移动,当两个相对运用的政府电荷载体相遇以后,就形成了“电子—空穴对”,此时能量就以发光的形式释放出来。发光二极管发出的光强度高、色彩绚丽,广泛用到了手机、手掌电脑等电子产品的显示屏上。另外还可以自动调光玻璃等产品,受到了电子产 业的广泛关注。 2.2 导电高分子材料在塑料薄膜太阳能电池开发中的应用 面对资源快速消耗的问题,能源科研人员一直在寻找一种能够替代矿物燃料的能源。然 而传统的硅太阳能加工成本昂贵,在生产过程中也消耗的大量的能源,不是理想的新能源材料。而塑料薄膜电池生产成本低廉、加工过程简单节能,加工工艺一旦成熟,就能够进行大 批量生产,将会是以后一种非常好的新能源。

[高分子材料] 中国石化联合会傅向升:高分子材料现状与可持续发展

来源:《中国化工信息》 作者:中国石油和化学工业联合会副会长傅向升 中国石油和化学工业联合会副会长傅向升 1 高分子材料规划思路及当前现状 高分子材料因其质轻、高强度、耐温、耐腐蚀等优异的性能,而广泛应用于高端制造、电子信息、交通运输、建筑节能、航空航天、国防军工等诸多领域。所以,高分子材料一直是发达国家和跨国公司十分重视的发展领域,美国、德国、日本等发达国家一直是全球高分子材料的领先者,我们熟悉的巴斯夫、杜邦、陶氏、三菱、LG、SK等跨国公司一直都是高分子材料领域的领航者。自改革开放以来,中国十分重视高分子材料的创新与发展,自“七五”计划以来,高分子材料一直是国家重点科技攻关计划与产业化的重点内容。《石油和化学工AHAHAGAHAGAGGAGAGGAFFFFAFAF

业“十三五”发展规划指南》将高分子材料作为战略新兴产业列为优先发展的领域,对高性能树脂、高性能橡胶、高性能纤维、功能性膜材料等高分子材料的创新与发展都提出了明确的要求;组织专业协会和行业专家编写了《合成树脂行业“十三五”发展规划》,明确高分子材料“十三五”发展的指导思想是:以调整优化产业结构为重点,全面实施科技创新、结构调整、节能减排,加快推进产业转型升级,积极发展高端树脂、生物基树脂和专用料等新型材料,大力推进科技含量高、市场前景广、带动作用强的新产品规模化发展,为战略新兴产业发展、国家重大工程建设和国防科技工业提供支撑和保障。努力开发一批具有自主知识产权并占据行业制高点的关键技术和引领技术,培育一批具有国际竞争优势的大中型企业和企业集团,积极推进行业有序发展,初步形成资源节约型、环境友好型、本质安全型发展模式。 明确的发展目标是:以提高自主创新能力为核心,以树脂专用料、工程塑料、新型功能材料、高性能结构材料和先进复合材料为发展重点,通过产学研相结合的协同创新,突破一批关键技术和共性技术,开发高性能聚烯烃、工程塑料、改性树脂、特种纤维、高端热固性树脂及其树脂基复合材料,以及可降解塑料等新材料制备技AHAHAGAHAGAGGAGAGGAFFFFAFAF

导电高分子材料的简介

导电高分子材料的简介、应用和发展前景 摘要:与传统导电材料相比较,导电高分子材料具有许多独特的性能。导电高聚物可用作雷达吸波材料、电磁屏蔽材料、抗静电材料等。介绍了导电高分子材料的结构、种类及导电机理、合成方法、导电高分子材料的应用、研究现状及发展趋势。 关键词:导电高分子制备方法导电机理性能应用发展趋势 1.简介 高分子材料在很长一段时期都被用作电绝缘材料.随着不同应用领域的需要以及为进一步拓宽高分子材料的应用范围,一些高分子材料被赋予某种程度的导电性以致成为导电高分子材料。导电高分子又称导电聚合物,自从1976年,美国宾夕法尼亚大学的化学家Mac Diarmid领导的研究小组首次发现掺杂后的聚乙炔(Poly acetylene,简称PA)具有类似金属的导电性(导电高分子的导电性如图);1977年,日本白川英树等人才发现用五氟化砷或碘掺杂的聚乙炔薄膜具有金属导电的性质,电导率达到10S/m。这是第一个导电的高分子材料。人们对共轭聚合物的结构和认识不断深入。以后,相继开发出了聚吡咯、聚苯硫醚、聚酞菁类化合物、聚苯胺、聚噻吩等能导电的高分子材料。这个新领域的出现不仅打破了高分子仅为绝缘体的传统观念,而且它的发现和发展为低维固体电子学,乃至分子电子学的建立和完善作出重要的贡献,进而为分子电子学的建立打下基础,而具有重要的科学意义。 现有的研究成果表明,发展导电高分子兼具有机高分子材料的性能及半导体和金属的电性能, 具有密度小,易加工成各种复杂的形状,耐腐蚀,可大面积成膜及可在十多个数量级的范围内进行调节等特点,因此高分子导电材料不仅可作为多种金属材料和无机导电材料的代用品,而且已成为许多先进工业部门和尖端技术领域不可缺少的一类材料。 1.1导电高分子材料的分类 按结构和制备方法不同将导电高分子材料分为复合型与结构型两大类。复合型导电材料是由高分子和导电剂(导电填料)通过不同的复合工艺而构成的材料。结构型结构型导电高分子又称本征型导电高分子(Intrinsically conducting polymer,简称ICP),是指高分子材料本身或经过少量掺杂处理而具有导电性能的材料,其电导率可达半导体甚至金属导体的范围。 1.2 高分子导电材料的制备方法 复合型导电高分子所采用的复合方法主要有两种:一种是将亲水性聚合物或结构型导电高分子进行混合,另一种则是将各种导电填料填充到基体高分子中。结构型导电聚合物一般用电子高度离域的共轭聚合物经过适当电子给体或受体进行掺杂后制得。 1.3 导电机理

生活中的材料课题5几种高分子材料的应用练习1鲁科版选修10921142

1 解析:真毛皮含有蛋白质,焚烧时有烧焦羽毛的味道,而人造皮毛不含蛋白质,焚烧时 则没有烧焦羽毛的味道,所以 B 选项错误。 答案:B 解析:尿不湿之所以具有强的吸水性,是因为其中添加了高吸水性树脂。 答案:D 4.高吸水性树脂中含有羧基和羟基等基团,这些基团属于 B .强憎水基团 D.不属于任何基团 解析:羧基和羟基等基团属于强亲水基团。 答案:A 5.牛筋底鞋底耐磨性好而且坚固耐用富有弹性。而牛筋底一般用两种材料制成,这两 种材料是( ) 主题4认识生活中的材料 课题5几种高分子材料的应用 课堂演练当堂达标 1.下列物质不属于高分子化合物的是 ( ) A. G0H22 A .纤维素 B.蛋白质 C.聚乙烯 答案:A 2. 人造毛皮越来越以假乱真,下列关于真假毛皮的说法不正确的是 A. 真毛皮的主要成分是蛋白质 B . 焚烧人造毛皮和真毛皮都有烧焦羽毛的味道 C . 人造毛皮和真毛皮的成分不同 D . 聚氨酯树脂可用于生产人造毛皮 3. 尿不湿之所以具有强的吸水性是因为 ( ) A. 其成分是滤纸 B. 其中有烧碱等易潮解物质 C. 其中有氯化钙等吸水剂 D. 其中添加了高吸水性树脂 A 强亲水基团 C.酸根 A. 聚四氟乙烯和玻璃钢 B. 热塑性丁苯橡胶和聚氨酯塑料 C. 乙丙橡胶和聚四氟乙烯 D. 聚甲基丙烯酸甲酯和顺丁橡胶

2 解析:电脑中的光盘盘片原料采用聚甲基丙烯酸甲酯或透明的聚酯; 高分子材料等制成;尿素不属于高分子材料;橡胶属于高分子材料,故选择 答案:C 3.为配合“限塑令”的有效推行,许多地区采取了免费发放无纺布袋的措施,已知生 产无纺布的主要原料为:聚丙烯、聚酯和粘胶等。下列有关说法不正确的是 解析:生产无纺布的原料中聚丙烯、聚酯属于合成材料。A. 大部分塑料在自然环境中很难降解 B . 使用无纺布袋有利于减少“白色污染” C . 生产无纺布与棉布的原料都是天然纤维 D . 聚丙烯、聚酯都属于合成材料 答案:B 6. 丁苯橡胶是以丁二烯和另一种材料为单体发生聚合反应而制得的, 这种材料是( ) A.苯乙烯 B .丙烯 C.乙烯 D.甲醛 解析:丁苯橡胶的结构为: —CH>—C H=CH —C H 少一(H —「H i 可知其单体为1, 3 丁二烯CH 2===C — CH===C 和苯乙烯。 答案:A 课后作业知能强化 1.与聚乙烯的制作工艺类似,可以将四氟乙烯进行加聚反应而得到一种特别好的高分 子材料,这种材料的性质特别稳定,所以被称为 ( ) A.国防金属 B .尿不湿 C.橡胶王 D.塑料王 解析:由于聚四氟乙烯具有特殊的化学稳定性, 能够耐强酸、强碱甚至“王水”的腐蚀, 既耐高温又耐低温,绝缘性好而且在水中也不会浸湿或膨胀,所以被称作是塑料王。 答案:D 2. 下列用途中与高分子材料无关的是 ( ) A. 电脑中的光盘 B. 录音机中的磁带 C. 庄稼施加尿素以补充氮肥 D. 氟橡胶制造火箭衬里 录音机中的磁带用 C 项。

高分子材料发展现状及应用趋势探讨

高分子材料发展现状及应用趋势探讨 目录 1引言 (2) 2高分子材料概念 (2) 2.1 高分子材料按来源分类 (2) 2.2高分子材料按应用分类 (2) 3高分子材料发展现状 (3) 3. 1军工业领域现状 (3) 3. 2建筑领域应用现状 (4) 3. 3民用行业应用现状 (4) 4高分子材料的应用趋势 (4) 4. 1热响应型 (4) 4. 2电磁响应型 (4) 4. 3水溶性高分子材料 (5) 4. 4绿色发展 (5) 5 高分子材料发展面临的挑战与制约 (5) 5.1低端过剩高端缺乏 (6) 5.2关键技术和核心技术制约还很突出 (6) 5.3塑料垃圾污染 (6) 6 高分子材料未来可持续发展的思考 (7) 6.1创新是可持续发展的关键 (7) 6.2绿色发展是可持续发展的根本之策 (7) 6.3对标国际一流技术 (8) 7结语 (9)

1引言 高分子材料是材料科学研究领域的重要组成部分,对社会发展有着重要影响,适应人类材料利用的发展方向。科学技术的发展为高分子材料的进步提供了助力。如今社会建设中对材料的运用方而有着新的发展要求,对高分子材料进行深入研究,能够适应社会发展的需要。 2高分子材料概念 2.1 高分子材料按来源分类 高分子材料具有聚合性能,高分子化合物为其主要组成部分,借助多种助剂比如添加剂等发挥作用。高分子材料了主要分为大然及人工合成两种类型。大然性高分子材料大多从自然界中的动植物资源中进行有效获得,比如橡胶等材料。而人工合成高分子材料主要通过合成方法来制作材料,其中包括塑料、橡胶、合成纤维等类型,比如人们日常生活中的塑料瓶等。两种类型的高分子材料相比,人工合成类型的具有较多优点,比如耐腐蚀性较好、绝缘性能佳等,高分子材料在社会中的多个领域有着广泛运用。高分子材料逐渐朝着智能化、科学化的方向快速发展。 2.2高分子材料按应用分类 高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。 ①橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。其分子链间次价力小,分子链柔性好,在外力作用下可产生较大形变,除去外力后能迅速恢复原状。有天然橡胶和合成橡胶两种。②纤维分为天然纤维和化学纤维。前者指蚕丝、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子为原料,经过纺丝和后处理制得。纤维的次价力大、

导电高分子的应用(精)

导电高分子的应用 学校名称:华南农业大学 院系名称:材料与能源学院 时间:2017年2月27日

由于导电高分子具有特殊的结构和优异的物化性能, 使其在电子工业、信息工程、国防工程及其新技术的开发和发展方面都具有重大的意义。其中因聚苯胺具有原料易得、合成工艺简单、化学及环境稳定性好等特点而得到了更加广泛的研究和开发, 并在许多领域显示出了广阔的应用前景。 1在电子元器件开发中的应用 1.1用于防静电和电磁屏蔽方面 导电高聚物最先应用是从防静电开始 的。将特定比例的十二烷基苯磺酸和对甲苯磺酸混合酸掺杂的PANI与聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)树脂(ABS)共混挤出,制备了杂多酸掺杂PANI/ABS复合材料,通过现场聚合的方法在透明聚酯表面聚合了一层导电PANI,表面电阻可控制在 106-109Ω。通过对复合材料EMI屏蔽的研究,发现在101 GHz下,复合材料的屏蔽效能随其中PANI含量的增大而增大。 1.2 导电高分子材料在芯片开发上的运用 在各种带有微芯片的卡片以及条码读取设备 上,高分子聚合物逐渐取代硅材料。塑料芯片的 价格仅为硅芯片的1%-10%,并且由于其具有可溶 性的特性而更易于加工处理。目前国际上已经研 制出集成了几百个电子元器件的塑料芯片,采用 这种导电塑料制造的新款芯片可以大大缩小计算 机的体积,提高计算机的运算速度。 1.3 显示材料中的导电高分子材料 有机发光二极管是由一层或多层半导体有机膜,加上两头电极封装而成。在发光二极管的两端加上3伏-5伏电压,负极上的电子向有机膜移动,相反,

与有机膜相连的正极上的电子向负极移动,这样产生了相反运动方向的正负电荷载体,两对电荷载体相遇,形成了“电子-空穴对”,并以发光的形式将能量释放。由于它发光强度高、色彩亮丽,光线角几乎达到180度,可用于制造新一代的薄壁显示器,应用在手机、掌上电脑等低压电器上,也应用于金融信息显示上,使图像生动形象,并可图文通显。利用电致变色机理,还可用于制造电致变色显示器、自动调光窗玻璃等。 2在塑料薄膜太阳能电池开发中的应用 传统的硅太阳能电池不仅价格昂 贵,而且生产过程中消耗大量能源, 因此成本昂贵,无法成为替代矿物燃 料的能源,而塑料薄膜电池最大的特 点就是生产成本低、耗能少。一旦技 术成熟,可以在流水线上批量生产, 使用范围也很广。制造塑料薄膜太阳 能电池需要具有半导体性能的塑料。奥地利科学家用聚苯乙烯和碳掺杂形成富勒式结构的材料,再将它们加工成极薄的膜,然后在膜层上下两面蒸发涂上铟锡氧化物或铝作为电极。由于聚苯乙烯受到光照时会释放出电子,而富勒式结构则会吸收电子,如果将灯泡接在这两个电极上,电子开始流动就会使灯泡发光。 3在生物材料开发中的应用 在生命科学领域,导电高分子材料可制成智能材料,用于医疗和机器人制造方面。由于导电有机聚合物在微电流刺激下可以收缩或扩张,因而具备将电能转化为机械能的潜力,这类导电聚合物组成的装置在较小电流刺激下同样表现出明显的弯曲或伸张/收缩能力。为了把聚合物变成伸屈的手指活动,加上了含PPY 的三层复合膜[PPY/缘塑料膜/PPY],其中一层PPY供给正电荷,另一层PPY供给负电荷。机器人手指工作:提供正电荷的一侧凹陷进去,即体积收缩;提供负电

高分子材料的应用

高分子材料的应用——防水防尘新型材料等方面的研究进展的介绍 高分子材料是门内容广泛,与其他许多学科交叉渗透,相互关联的综合性新兴学科随着社会的发展,普通的材料已经不能满足需求,高分子材料则越来越多的用于人们的日常生活.目前高分子材料的发展迅猛,应用的方面也越来越多,越来越广!下面就高分子材料用于防水方面的研究进展进行介绍! 一开始想到这个方面是由于一年前班主任开班会时候对高分子进行的介绍,其中有一点就是应用于防水方面。当时他举了个列子——荷叶.众所周知,荷叶表面的水可以聚成水珠,不会粘在荷叶上,从这个出发研究荷叶的结构从而得到防水防尘方面的启发! 荷叶的叶面上布满了一个紧挨一个的“小山包”,“山包”上长满绒毛,好像山上密密的植被,“山包”的顶上又长出一个馒头状的“碉堡”凸顶。因此,在“山包”的凹陷处充满了空气,这样就在紧贴的叶面上形成一层极薄的只有纳米级的空气层。由于雨水和灰尘对于荷叶叶面上的这些微结构来说,无异于庞然大物,于是,当雨水和灰尘降落时,隔着一层纳米空气,它们只能同“小山包”上的“碉堡”凸顶构成几个点的接触,无法进一步“入侵”。水形成水珠,滚动着洗去了叶面的尘埃。荷叶的这种纳米级的超微结构,不仅有利于它自洁,还有利于防止空气中飘浮的大量的各种有害细菌和真菌对它的侵害! 对于这方面我从一些文献中找出了一点将荷叶的功能应用的实际的列子——德国Sto 上市公司下属ISPO 公司,根据荷叶效应机理和硅树脂外墙涂料的实际应用结果,经过3 年研究工作,成功地把荷叶效应移植到外墙乳胶漆中,开发了微结构有机硅乳胶漆,即荷叶效应乳胶漆。这种荷叶效应乳胶漆采用具有持久憎水性的少乳化剂有机硅乳液等一些专门物质,并形成一个纳米级显微结构,从而使其涂膜具有类似荷花叶子的表面结构,达到拒水保洁功能 但是荷叶的防水防尘功能是有限的,我们需要做的就是从荷叶的结构方面进行改进,用高分子技术做出更加全面的防水防尘材料!荷叶只是一个列子,只是给我们一个启发。真正要研究的是高分子的结构和结构所表现出来的功能! 1防水方面 世界各地对高分子的研究都是积极的。以前用于防水的材料主要是沥青和砂浆虽然这2种方法能起到防水作用但是作用远远没有高分子的作用好台湾一流的防水中心{张百兴张凯然}在土木建筑工程中使用了一种新型的施工方法——高分子涂膜防水!

应用广泛的高分子材料

第二节 应用广泛的高分子材料 一、高分子化合物的分类 1.按来源分 ? ???? 天然高分子,如:淀粉、纤维素、蛋白质等合成高分子,如:聚乙稀、有机玻璃等 2.按结构分????? 线型高分子体型高分子 3.按性质分????? 热塑性高分子热固性高分子 4.按用途分????? 塑料合成纤维合成橡胶涂料黏合剂…… 二、有机高分子化合物结构与性质的关系有哪些?常见的有机高分子化学反应的特点有哪些? 1.高分子化学反应的特点 (1)与结构的关系 结构决定性质,高分子的化学反应主要取决于结构特点、官能团与基团之间的影响。如碳碳双键易氧化和加成,酯基易水解、醇解,羧基易发生酯化、取代等反应。 (2)常见的有机高分子化学反应

①降解 在一定条件下,高分子材料解聚为小分子。如有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)热解为甲基丙烯酸甲酯;聚苯乙烯用氧化钡处理,能分解为苯乙烯;生物降解塑料;化学降解塑料;光降解塑料等。 ②橡胶硫化 天然橡胶(),经硫化,破坏了碳碳双键,形成单硫键(—S—)或双硫键(—S—S—),线型变为体型结构。 ③催化裂化 塑料催化裂化得柴油、煤油、汽油及可燃气体等。 线型高分子体型(网状)高分子 结构分子中的原子以共价键相互连结,构成 一条很长的卷曲状态的“链” 分子链与分子链之间还有许多共价键交 联起来,形成三维空间的网状结构 溶解性能缓慢溶解于适当溶剂很难溶解,但往往有一定程度的胀大性能具有热塑性,无固定熔点具有热固性,受热不熔化 特性强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好强度大、绝缘性好,有可塑性 常见物 质 聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶酚醛树脂、硫化橡胶特别提醒高分子化学反应,同其他反应一样,运用物质的结构决定性质的规律,首先分析其具有的官能团,并考虑官能团与基团的影响,分析比较结构变化及位置等,并加以应用。 类型1 白色污染与环境保护

功能高分子材料发展现状和应用

功能高分子材料发展的现状和应用 专业:班级:姓名:谢璐怡 发展现状: l功能高分子材料简介 功能高分子是在6O年代末迅速发展起来的新型高分子材料。早在3O年代属于功能高分子的离子交换树脂和感光树脂就逐步得到了应用,但功能高分子作为独立的一类材料受到科学界、产业部门和政府的高度重视是最近2O多年的事。功能高分子的内容丰富、品种繁多、发展迅速,已成为新技术革命必不可少的关键材料+并将对21世纪人类社会生活产生巨大影响。 1.1功能高分子材料的定义 一般说来,性能是指材料对外部作用的表征与抵抗特性,而功能则是外部作用引起材料内部变化而产生的输出特性,因而我们可定义为:对物质、能量和信息具有传输、转换或贮存作用的高分子及其复合材料称为功能高分子材料+通常也可简称为功能高分子,有时也称为精细高分子或特种高分子(包括高性能高分子)。 1.2功能高分子的分类 功能高分子从制造和结构的角度可分为两类:一类是高分子本身具有特殊功能作用的结构型功能高分子;另一类是高分子本身不具有功能作用+而仅仅作为基体或载体与其他功能材料进行复合而制成的复合型功能高分子材 料按照功能特性通常可分成:光、电、磁、热、力、声、化学和生物等八大类1.3功能高分子的特点 功能高分子之所以发展迅速,是因为除了具有重量轻、易加工、可大面积成膜、原材料来源广泛等优点之外,还具有如下特点: ①涉及面广; ②技术密集,附加值高; ③开发难度大+周期长,竞争激烈; ④专用性强,品种多,产量小,价格贵。 2国内外功能高分子发展撅况与趋势 功能高分子在新材料领域中占有重要的地位,据日本通产省产业结构研究会估计,到本世纪末,日本功能高分子材料的市场将达到2万亿日元,占整个新材料市场的1/5,比1 987年增长2,6倍,比1981年增长1O倍。功能高分子近2O 年的年均增长率达到1O%以上自1935年合成离子交换付脂以来,高分子的各种特殊性能不断被发现,50年代初美国开发的感光树脂印刷板,1957年发现聚乙烯基咔唑的光电导性,1966年塑料光导纤维问世,同年Little提出了超导高分子模型,随后1975年发现聚氮化硫的超导性,80年代,高分子传感器,人工脏器,分离膜技术得到快速发展,1991年发现尼龙l1的铁电性,l994年塑料柔性太阳能电池在美国阿尔贡实验室后院启用这切反映了功能高分子发展的13新月异。 在世界各国功能高分子的发展中,13本处于领先地位,形成了“官产学”的联合体制,从规划、立题到应用开发都作了周密的部署。日本高分子学会进行了21世纪高分子科学和技术的咨询调查,对50个重要课题进行了评价,其中涉及生物高分子和功能高分子的26个课题预计将在本世纪末至下世纪初完成。

导电高分子材料综述

课题名称:导电高分子材料的研究进展及发展趋势 检索主题词:导电高分子材料 检索工具:万方数据知识服务平台 检索途径及步骤:登录学校图书馆网站,从“中文资源”分类中找到“万方数据资源(主网站)”,选择“高级检索”,规定好想要检索的文献类型,出版时间,主题等进行检索。 导电高分子材料的研究进展及发展趋势综述 高材1208 2012012247 曹凯 摘要:介绍了导电高分子材料的类型,分析了导电材料的导电机理,对其在实际中的应用进行了研究和总结,并且在此基础上展望了导电高分子材料的未来发展趋势。 关键词:导电;高分子材料;机理;应用;发展 引言: 近年来, 导电高分子的研究取得了较大的进展, 科学家对其合成、结构、导电机理、性能、应用等方面经过多年的研究, 已成为一门相对独立的学科。按导电性质的不同,导电高分子材料分为复合型和结构型两种。前者是利用向高分子材料中加人各种导电填料来实现导电,而后者是通过改变高分子结构来实现导电。在社会的发展中,需要这种材料的地方有很多,这也使得对进行加工和应用的研究受到了人们着重地关注。 1导电高分子材料分类 按照材料的结构与组成,可将导电高分子材料分为两大类。一类是复合型导电高分子材料,另一类是结构型(或本征型)导电高分子材料。 1.1复合型导电高分子材料 复合型导电高分子材料是将各种导电性物质以不同的方式和加工工艺(如分散聚合、层积复合、形成表面电膜等)填充到聚合物基体中而构成的材料。几乎所有的聚合物都可制成复合型导电高分子材料。其一般的制备方法是填充高效导电粒子或导电纤维,如填充各类金属粉末、金属化玻璃纤维、碳纤维、铝纤维、不锈钢纤维及锰、镍、铬、镁等金属纤维。复合型导电高分子材料在技术上比结构型导电高分子材料具有更加成熟的优势,用量最大最为普及的是炭黑填充型和金属填充型。 1.2结构型导电高分子材料 结构型(又称作本征型)导电高分子是指那些高分子材料本身或经过掺杂后具有导电功能的聚合物。这种高分子材料本身具有“固有”的导电性,由其结构提供导电载流子,一旦经掺杂后,电导率可大幅度提高,甚至可达到金属的导电水平。从导电时载流子的种类来看,结构型导电高分子材料又被分为离子型和电子型两类。离子型导电高分子通常又称为高分子固体电解质,它们导电时的载流子主要是离子。电子型导电高分子指的是以共轭高分子为主体的导电高分子材料。导电时的载流子是电子(或空穴),这类材料是目前世界导电高分子中研究开发的重点。 2电高分子材料的导电机理 2.1复合型高分子材料导电机理 复合型导电高分子材料导电性主要取决于填料的分散状态”J。根据渗流理论,原来孤立分散的填料微粒在体积分散达到某一临界含量以后,就会形成连续的导电通路。这时离子

高分子材料按应用分类

高分子材料按应用分类 高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、、高分子涂料和高分子基复合材料等。①橡胶是一类线型柔性。其分子链间次价力小,分子链柔性好,在外力作用下可产生较大形变,除去外力后能迅速恢复原状。有天然橡胶和两种。②高分子纤维分为天然和化学纤维。前者指蚕丝、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子为原料,经过纺丝和后处理制得。纤维的次价力大、形变能力小、模量高,一般为结晶聚合物。③塑料是以合成树脂或的天然高分子为主要成分,再加入填料、增塑剂和其他添加剂制得。其分子间次价力、模量和形变量等介于橡胶和纤维之间。通常按合成树脂的特性分为和热塑性塑料;按用途又分为通用塑料和。④高分子胶粘剂是以合成为主体制成的。分为天然和合成胶粘剂两种。应用较多的是合成胶粘剂。⑤高分子涂料是以聚合物为主要成膜物质,添加和各种添加剂制得。根据成膜物质不同,分为涂料、天然树脂涂料和。⑥高分子基复合材料是以高分子化合物为基体,添加各种增强材料制得的一种复合材料。它综合了原有材料的性能特点,并可根据需要进行材料设计。⑦。功能高分子材料除具有聚合物的一般力学性能、绝缘性能和热性能外,还具有物质、能量和信息的转换、传递和储存等特殊功能。已实用的有高分子信息转换材料、高分子透明材料、高分子模拟酶、生物降解高分子材料、高分子和医用、等。高聚物根据其机械性能和使用状态可分为上述几类。但是各类高聚物之间并无严格的界限,同一高聚物,采用不同的合成方法和成型工艺,可以制成塑料,也可制成纤维,比如尼龙就是如此。而一类的高聚物,在室温下既有玻璃态性质,又有很好的弹性,所以很难说它是橡胶还是塑料。 按高分子主链结构分类 ①碳链高分子:分子主链由C原子组成,如:PP、PE、PVC②杂链高聚物:分子主链由C、O、N等原子构成。如:聚、聚酯③元素有机高聚物:分子主链不含C原子,仅由一些杂原子组成的高分子。如:硅橡胶 新型高分子材料 高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、和涂料等。其中,被称为现代高分子的塑料、合成纤维和合成橡胶已经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料。尽管高分子材料因普遍具有许多金属和所无法取代的优点而获得迅速的发展,但目前业已大规模生产的还是只能寻常条件下使用的高分子物质,即所谓的通用高分子,它们存在着机械强度和刚性差、耐热性低等缺点。而现代的发展,则向高分子材料提出了更高的要求,因而推动了高分子材料向高性能化、功能化和化方向发展,这样就出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。 高分子分离膜 是用高分子材料制成的具有选择性透过功能的半透性薄膜。采用这样的半透性薄膜,以压力差、温度梯度、浓度梯度或差为动力,使混合物、液体混合物或、无机物的等分离技术相比,具有省能、高效和洁净等特点,因而被认为是支撑新技术革命的重大技术。膜分离过程主要有、超滤、微滤、电渗析、压渗析、气体分离、渗透汽化和液膜分离等。用来制备分离、渗透汽化和液膜分离等。用来制备分离膜的高分子材料有许多种类。现在用的较多的是聚枫、聚、纤维素脂类和有机硅等。膜的形式也有多种,一般用的是平膜和空中纤维。推广应用高分子分离膜能获得巨大的经济效益和社会效益。例如,利用交换膜电解可减少污染、节约能源:利用反渗透进行海水淡化和脱盐、要比其它方法消耗的能量都小;利用从中富集氧可大大提高回收率等。

我国医用高分子材料的发展现状

我国医用高分子材料的发展现状 摘要: 对医用高分子材料的目前需求作了简要分析,介绍了医用高分子材料的主要类别、用途及其特殊要求,并浅谈了医用高分子材料的发展及展望。 关键词: 医用高分子材料;相容性;组织工程 前言: 现代医学的发展,对材料的性能提出了复杂而严格的多功能要求,这是大多数金属材料和无机材料难以满足的;而合成高分子材料与生物体(天然高分子)有着极其相似的化学结构,化学结构的相似性决定了它们在性能上能够彼此接近从而可能用聚合物制作人工器官,作为人体器官的替代物。另外,除人工器官用材料之外,医药用高分子材料、临床检查诊断和治疗用高分子材料的开发研究也在积极地展开,它们被统称为医用高分子材料。 医用高分子材料是一类令人瞩目的功能高分子材料,是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。它涉及到物理学、化学、生物化学、医学、病理学等多种边缘学科。医用高分子材料是生物材料的重要组成部分。医用高分子材料[1]是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生,具有特殊功能作用的新型高技术合成高分子材料,是科学技术中的一个正在发展的新领域,不仅技术含量和经济价值高,而且对人类的健康生活和社会发展具有极其重大意义,它已渗入到医学和生命科学的各个部门并应用于临床的诊断与治疗。 1、医用高分子材料的目前需求 人的健康长寿依赖于医学的发展。现代医学的进步已经越来越依赖于生物材料和器械的发展,没有医用材料的医学诊断和治疗在现代医学中几乎是不可想象的。目前全球大量用于医疗器械的生物医学材料主要有20种,其中医用高分子12种,金属4种,陶瓷2种,其他2种[2]。利用现有的生物医学材料已开发应用的医用植入体、人工器官等近300种,主要包括:起搏器、心脏瓣膜、人工关节、骨板、骨螺钉、缝线、牙种植体,以及药物和生物活性物质控释载体等。近年来,西方国家在医学上消耗的高分子材料每年以10%~20%的速度增长[3],而国内也以20%左右的速度迅速增长。随着现代科学技术的发展,尤其是生物技术的重大突破,生物材料的应用将更加广泛,需求量也随之越来越大。生物医用材料产业发展如此迅猛,主要动力来自于人口老龄化、中青年创伤的增多、疑难疾病患者的增加和高新技术的发展。生物材料的研究与开发被许多国家列入高技术关键新材料发展计划,并迅速成为国际高技术制高点之一。

有机导电高分子材料

有机导电高分子材料——聚苯胺 聚苯胺(PAn)是目前研究最为广泛的导电高分子材料之一,具有原料易得、合成简便、耐高温及抗氧化性能良好等优点,是目前公认的最具有应用潜力的导电高分子材料之一。PAn还有独特的掺杂机制,优异的物理化学性能,良好的光、热稳定性,使其拥有许多独特的应用领域。目前正应用于许多高新技术如抗静电技术、太阳能电池、全塑金属防腐技术、船舶防污技术、传感器器件、电化学和催化材料、隐身技术、电致变色等,而且对这些技术的应用探索也已取得了重要进展,并逐步向实用化迈进,显示了PAn极其广阔且诱人的发展前景。 物质的能带结构决定其电学性质,物质的能带由各分子或原子轨道重叠而成,分为价带和导带[1]。通常是价带宽度大于10.0eV时,电子很难激发到导带,物质在室温下是绝缘体;而当价带宽度为1.0eV时,电子可通过热、振动或光等方式激发到导带,物质为半导体;经掺杂的PAn,其π成键轨道组成的价带与π反键轨道组成的导带之间的能带宽度(价带)为1.0eV左右,所以PAn 有半导体特性。PAn 的导电机理与其他导电高聚物的掺杂机制完全不同:它是通过质子酸掺杂,质子进入高聚物链上,使链带正电,

为维持电中性,对阴离子也进入高聚物链,掺杂后链上电子数目不发生变化,其导电性能不仅取决于主链的氧化程度,而且与质子酸的掺杂程度有关。PAn用质子酸掺杂时优先在分子链的亚胺氮原子上发生质子化,生成荷电元激发态极化子,使PAn 链上掺杂价带上出现空穴,即P型掺杂,使分子内醌环消失,电子云重新分布,氮原子上正电荷离域到大共轭键中,使PAn 呈现出高导电性。 国内外已相继开展了导电高聚物雷达吸波材料的研究,并取得了一定的进展。聚苯胺吸波材料[20]主要分为掺杂型聚苯胺吸波材料、聚苯胺/无机复合吸波材料、聚苯胺/聚合物复合吸波材料、聚苯胺微管复合吸波材料。掺杂态聚苯胺属于电损耗型介质,其吸波特性与掺杂剂、掺杂度、制备工艺等条件有密切关系,尤其是与材料的电磁性质——电磁参数有直接关系,对微波呈现较好的吸收性能,但掺杂聚苯胺仍存在吸收小、吸收频带窄等缺点,不能满足应用的需要;利用磁性物质物理再掺杂和聚苯胺化学原位聚合法把聚苯胺和高磁感软磁材料以适当的形式复合制备聚苯胺/无机复合吸波材料,具有良好的吸波特性;根据逾渗理论,可将聚苯乙烯、环氧树脂、聚氨酯、乙丙橡胶、聚酰胺等作为有机基体,利用原位聚合法和机械共混

生物医用高分子材料的发展现状、前景和趋势

生物医用高分子材料的发展现状、前 景和趋势 据相关研究调查显示,我国生物医用高分子材料研制和生产发展迅速。随着我国开始慢慢进入老龄化社会和经济发展水平的逐步提高,植入性医疗器械的需求日益增长,对生物医用高分子材料的需求也将日益旺盛。 根据evaluate MedTech公司基于全球300家顶尖医疗器械生产商的公开数据而得出的报告《2015-2020全球医疗器械市场》预测,2020年全球医疗器械市场将达到4775亿美元,2016-2020年间的复合年均增长率为4.1%。世界医疗器械格局的前6大领域包括:诊断、心血管、影像大型设备、骨科、眼科、内窥镜,其中生物医用高分子材料在其中都得到了广泛的应用,主要体现在人工器官、医用塑料和医用高分子材料 3个领域。 1. 人工器官人工器官指的是能植入人体或能与生物组织或生物流体相接触的材料;或者说是具有天然器官组织或部件功能的材料,如人工心瓣膜、人工血管、人工肾、人工关节、人工骨、人工肌腱等,通

常被认为是植入性医疗器械。人工器官主要分为机械性人工器官、半机械性半生物性人工器官、生物性人工器官 3种。第1种是指用高分子材料仿造器官,通常不具有生物活性;第2种是指将电子技术和生物技术结合;第3种是指用干细胞等纯生物的方法,人为“制造”出器官。生物医用高分子材料主要应用在第1种人工器官中。 目前,植入性医疗器械中骨科占据约为38%的市场份额;随后是心血管领域的 36% ;伤口护理和整形外科分别为 8%左右。人工重建骨骼在骨科产品市场中占据了超过31%的市场份额,主要产品是人工膝盖,人工髋关节以及骨骼生物活性材料等,主要应用的生物医用高分子材料有聚甲基丙烯酸甲酯、高密度聚乙烯、聚砜、聚左旋乳酸、乙醇酸共聚物、液晶自增强聚乳酸、自增强聚乙醇酸等。心血管产品市场中支架占据了一半以上的市场份额,此外还有周边血管导管移植、血管通路装置和心跳节律器等。 目前各国都认识到了人工器官的重要价值,加大了研发力度,取得了一些进展。2015年,美国康奈尔大学的研究人员开发出了一种轻量级的柔性材料,并准备将其用于创建一个人工心脏。在我国,3D打印人工髋关节产品获得国家食品药品监督管理总局(CFDA)

导电高分子材料

导电高分子材料 导电高分子材料概述 摘要导电高分子材料具有高电导率等与一般聚合物不同的特性。文章综述了导电高分子的分类,研究进展,制备方法以及在作为导电材料,电极材料,显示材料,电子器件,电磁屏蔽材料及催化材料方面的应用。 关键词:导电高分子,制备,应用 Abstract :Conductive polymeric materials have the properties such as high conductivity that different from traditional polymeric materials.This paper reviews the classification of conductive polymers, research progress,Preparation methods and Conductive polymeric materials applied as the conductive material, electrode materials, display materials, electronic devices, electromagnetic shielding materials and the application of catalytic materials. Keywords: Conductive polymeric materials, Preparation,application 传统高分子材料的体积电阻率一般介于1010,1020Ω?cm之问,一直作为电绝缘材料使用。自从1997年,美国化学家MacDiarmid、物理学家Herger和日本化学家Shirakawa[1]发现掺杂聚乙炔具有良好导电性后,世界各国科学家纷纷投入到导电聚合物的研究当中,各种有机导电聚合物相继出现,其应用范围也日益扩大,广泛应用于各种家用电器、航空航天、抗静电涂料、雷达吸波材料、电磁屏蔽材料和传感器等方面,极大地丰富和改善了人们的生活。 1.导电聚合物的分类

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